Способ термической обработки сварных соединений

 

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к термической обработке сварных соединений высокопрочных среднелегированных сталей. Цель изобретения - устранение образования холодных трещин и снижение твердости зоны термического влияния. Способ включает охлаждение после сварки до Мн - 200°С, нагрев до Ас 1 - 550°С и окончательное охлаждение. Способ позволяет исключить образование холодных трещин, повысить ударную вязкость, эксплуатационную стойкость сварных соединений. 1 ил., 1 табл.

А1 (1% (St) (51)S С 21 0 9 50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДФРСТВЕНКЫЧ1 КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4399304/31-02 (22) 26.01.88 (46) 30,08.90. Бюл. У 32 (71) Николаевский кораблестроительный институт им, адм. С.О.Макарова (72) Ю.М.Лебедев и Л.П,Титушинв (53) 621.785.79 (088.8) (56) Сварка в мапыностроении. - Справочник, т. 2/Под ред. А.И. Акулова, М.: Машиностроение, 1978, с. 132, Авторское свидетельство СССР

У 466289. кл. С 21 D 9/50, 1975. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

2 (57) Изобретение относится к машиностроению, конкретно к термической обработке сварных соединений высокопрочных среднелегированных сталей.

Цель изобретения — устранение образования холодных трещин и снижение твердости зоны термического влияния. Способ включает охлаждение после сварки до М < — 200 С, нагрев до Ac - 550 С и окончательное охлаждение. Способ позволяет исключить образование холодных трещин, повысить ударную вязкость, эксплуатационную стойкость сварных соединений. 1 ил., 1 табл.

1588786

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к термической обработке сварных соединений высокопрочных среднелегированных конструкци

5 онных сталей.

Цель изобретения — устранение образования холодных трещин и снижение твердости эоны термического влияния.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

На чертеже показана схема осуществления предлагаемого способа.

Обработке подвергались сварные соединения иэ стали 25ХН3М, Критические точки этой стали: At> =720 С, Ас о

=860 С, МИ340 С, М„=180оС.

После сварки шов и зона термического влияния (ЗТВ) охлаждается до температур ниже М> образования менее или 50Х мартенсита, но не ниже 200 С, о

На чертеже эта область температур заштрихована и обозначена буквой а .

Затем производится нагрев в температурный интервал от 550 С, но нике

Aс — эта область заштрихована и с и и обозначена буквой 5, При этом наг-, рев производят таким образом, чтобы в момент его окончания в зоне термического влияния оставалось бы не бо- 30 лее 25Х аустенита, Окончательно в структуре после полного охлаждения образуется ферритно-карбидная смесь и не более 25Х мартенсита, что исключает образование холодных трещин.

Кроме устранения возможности образо", 35 вания холодных трещин при предлагаемом способе термической обработки сварных соединений среднеуглеродистых . среднелегированных сталей положительный эффект достигается также за счет 40 . сокращения времени процесса превращения структуры зоны термического влияния в ферритно-карбидную смесь, Последнее достигается тем, что часть

«,45 аустенита, менее или равная 50Х, превратилась в мартенсит в процессе охлаждения после сварки. тот мартенсит при нагреве в интервал температур

5500C - А„ претерпевает отпуск.

Оставшийся аустенит в процессе нагре- 5ц ва распадается на ферритно-карбидную смесь. Причем этот процесс на первых стадиях происходит ускоренно, так как в структуре уже есть OL фаза, служащая готовыми центрами кристаллиэа- 55 ции °

Подтверждением этому служит следующий пример, Так, после сварки стали 25ХН3М при охлаждении до 340оС в зоне термического влияния образуется ЭОХ маро тенсита. Последуюший нагрев до 640 С

sa 6 мин приводит к отпуску этого мартенсита и распаду еще 50Х аустенита на ферритно-карбидную смесь, Сог" ласно диаграмме изотермического превращения аустенита для стали близкого состава время превращения 80Х аустенита в ферритно-карбидную смесь даже при температуре минимальной устойчивости аустенита перлитного превращео ния 620 С составляет 480 мин или 8 ч.

Таким образом, при предполагаемой термической обработке процесс превращения аустенита зоны термического влияния сварного соединения в ферритно-карбидную смесь сокращается в

80 раз.

Кроме того, к положительному эффекту прелагаемого способа можно отнести также снижение твердости зоны термического влияния при сохранении ударной вязкости на уровне основного металла, Конкретные режимы термообработки по предлагаемому способу и свойства сварных соединений приведены в таблице. Также в таблице указаны свойства стали после обработки по известному способу (охлаждение после сварки до

180 С, нагрев до 500 С и окончательное охлаждение).

Использование предлагаемого спо соба термообработки сварных соединений высокопрочных среднелегированных сталей обеспечивает по сравнению с известными способами следуюшие пРеимущества: полностью исключает возможность возникновения холодных трещин в сварных соединениях; позволяет упростить обработку сварных соединений при многопроходной сварке, так как дает возможность прерывать процесс при любом количестве проходов с охлаждением до цеховой температуры беэ опасности образования холодных трещин, а в случае необходимости повысить свойства соединения последующей термообработкой. Ее можно производить по истечении любого времени после окончания сварки.

Формула и э о б р е т е н и я

Способ термической обработки сварных соединений, преимущественно сред5

15887 неуглеродистых среднелегированных, эакаливающихся при сварке сталей, включающий охлаждение после сварки, нагрев и окончательное охлаждение, отличающийся тем, что, 5 с целью устранения образования холодных трещин и снижения твердости эоны

Влияние различных способов термической обработки сварных соединений

Режим термообработки

Наличие

Механические свойства К-во мартенУдарная сита в вязкость по ЗТВ, Х

ЗТВ, KCU, Дж/см трещин в сварной жест. пробе

Максимальная твердость ЗТВ, Н

400...410 45...53 20 Нет трещин

380...390 55...60 10 Нет трещин

420...430 40...43 50

430...450 33 °,.38 70 Трещины

100 Трещины

480...490

1. Предлагаемый способ а) охлаждение после сварки со скоростью И =25 С/с до

340 C/ЗОХ мартенсита о

Нагрев со скоростью 1,25 C/с в течении 6 мин до 640 С б) охлаждение после сварки

И =25 С/с/50Хмартенсита/ до

310ОС, нагрев за 6 мин до 640ОС в) охлаждение после сварки

W> =25 С/с до 190 С. Нагрев

6 мин до 640 С г) охлаждение после сварки

=25 С/с до 380 С/10Х мар55о о тенсита, нагрев до 640 С за 6 мин

2, Известный способ: охлаждение после сварки до

180 С, нагрев до 500 С, охлаждение

3. Без термообработки (скорость охлаждения ЗТВ после сварки

1455о=25 С /с

86

6 термического влияния, охлалдение шва н зоны термического влияния после б сварки ведут до температуры М„ †2 С до образования 25-50Х мартенсита, а нагрев осуществляют до интервала температур Ac — 550 С до получения о !

75-100Х ферритно-карбидной структуры.

Трещина после сварки непрокален,ными электродами Над>

>5 см /10 (концентр. водорода в напл ° металле)